JP7307844B2 - electronic controller - Google Patents
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Description
本発明は、電子制御装置に関する。 The present invention relates to electronic control units.
車両の衝突被害軽減ブレーキを初めとする運転支援システムや自動運転などが普及に向けて検討されている。このような車両に搭載される電子制御装置は演算性能の高いものが要求される。この要求に答えるために、電子制御装置には動作周波数の高いCPUなどの半導体チップを搭載する必要がある。 Driving support systems such as collision damage mitigation brakes for vehicles and automatic driving are being considered for their spread. An electronic control unit mounted on such a vehicle is required to have high arithmetic performance. In order to meet this demand, it is necessary to mount a semiconductor chip such as a CPU with a high operating frequency on the electronic control unit.
一方、動作周波数の高い半導体チップを搭載した電子制御装置からは不要な電磁放射(ノイズ)が発生する。さらに、高速動作する半導体チップは発熱も大きくなる。特許文献1には、電子部品が配置された回路基板を覆うように電磁波シールド板が設けられ、電子部品と電磁波シールド板の間に熱伝導性部材を介在させて電磁波シールド板を放熱板として活用することが記載されている。
On the other hand, unnecessary electromagnetic radiation (noise) is generated from an electronic control device mounted with a semiconductor chip with a high operating frequency. Furthermore, semiconductor chips that operate at high speed generate a large amount of heat. In
特許文献1では、放熱効果を高めるために熱伝導性部材を薄くした場合に、電子部品と電磁波シールド板との間に形成された寄生容量のインピーダンスは動作周波数と容量値に反比例して小さくなるため、電子部品の動作周波数が高くなると、形成された寄生容量を介して電子部品の動作によるノイズが電磁波シールド板の外へ漏れ出してしまう。
In
本発明による電子制御装置は、電子部品を搭載してGNDパターンを含む基板を格納した筐体と、前記筐体と前記電子部品との間に挿入された第1誘電体と、前記基板上に配置されたコンデンサと、を備える電子制御装置であって、前記筐体には、前記基板から外部装置に電気的な接続をとるための端子と前記電子部品との間に、前記基板側に凸となる第2の凸部が形成され、前記第2の凸部は、前記基板と電気的に接続され、前記筐体と前記基板との間には、前記第1誘電体、前記第2の凸部および前記コンデンサを介してノイズ伝達経路が形成される。 An electronic control device according to the present invention includes: a housing in which electronic components are mounted and a substrate including a GND pattern is stored; a first dielectric inserted between the housing and the electronic components; and a capacitor arranged in the electronic control device, wherein the housing has a projecting portion toward the substrate between a terminal for electrically connecting the substrate to an external device and the electronic component. The second protrusion is electrically connected to the substrate, and the first dielectric and the second dielectric are provided between the housing and the substrate. A noise transmission path is formed via the projection and the capacitor .
本発明によれば、電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent noise caused by the operation of electronic components from leaking out of the electronic control device.
[比較例]
図1に比較例を示す。この比較例は本実施形態の比較対象となる電子制御装置の一例を示すものである。
図1は比較例による電子制御装置の断面図である。プリント基板201には電子部品である半導体チップ202が搭載されている。さらに、プリント基板201には電源および通信線を引き込むワイヤハーネス401を接続するためのコネクタ302が搭載され、コネクタピン301がプリント基板201に接続されている。コネクタ302は、メス型のコネクタ302aとオス型のコネクタ302bより成り、メス型のコネクタ302aがプリント基板201上に搭載されている。
[Comparative example]
FIG. 1 shows a comparative example. This comparative example shows an example of an electronic control unit to be compared with the present embodiment.
FIG. 1 is a sectional view of an electronic control unit according to a comparative example. A
プリント基板201は、筐体上部101と筐体下部104に挟持されて配置される。筐体上部101には半導体チップ202に対向してプリント基板201側に向けて第1凸部106が形成される。半導体チップ202と第1凸部106の間には放熱グリス203が挿入される。半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
The printed
一方で、高い動作周波数で動作した半導体チップ202に起因するノイズ電流が、放熱グリス203の寄生容量を介して筐体上部101に伝わる。筐体上部101と筐体下部104は金属製であり、筐体上部101と筐体下部104はネジによって互いに固着されている。ノイズ電流が伝わるノイズ電流経路503を図中に点線で示す。
On the other hand, a noise current caused by the
筐体上部101から筐体下部104に伝わったノイズ電流の一部は筐体下部104とアース501(車体)の間の寄生容量502を介して、アース501に伝わる。アース501に伝わったノイズ電流は図示省略した外部装置を経てワイヤハーネス401を介してプリント基板201に戻ることで、電子制御装置の外部に放射効率の高い大きなノイズ電流ループを形成し、不要な電磁放射(ノイズ)が発生する。
A part of the noise current transmitted from the housing
また、電子制御装置を自動車へ搭載した場合においては、筐体上部101、筐体下部104とアース501を導通させる場合もあるが、筐体上部101、筐体下部104とアース501との間の寄生容量502を介さずに筐体上部101、筐体下部104からアース501にノイズ電流に流れるため、同じように電子制御装置の外部にノイズ電流ループが形成されて不要な電磁放射が発生する。
Further, when the electronic control device is mounted in an automobile, there are cases where the
以下に説明する各実施形態では、電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐ。 In each of the embodiments described below, noise due to the operation of electronic components is prevented from leaking out of the electronic control device.
[第1の実施形態]
図2、図3は、本発明の第1の実施形態を示す図である。図2は、図3に示す電子制御装置のA-A’線断面図であり、図3は、電子制御装置の筐体上部101を取り外した上面図である。図1の比較例と同一の箇所は同一の符号を付す。
[First embodiment]
2 and 3 are diagrams showing the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA' of the electronic control device shown in FIG. 3, and FIG. 3 is a top view of the electronic control device with the housing
図2に示すように、プリント基板201には電子部品であるCPUなどの半導体チップ202が搭載されている。さらに、プリント基板201には電源および通信線を引き込むワイヤハーネス401を接続するためのコネクタ302が搭載され、コネクタピン301がプリント基板201に接続されている。コネクタピン301は、プリント基板201と図示省略した外部装置との間で電気的な接続をとるための端子である。コネクタ302は、メス型のコネクタ302aとオス型のコネクタ302bより成り、メス型のコネクタ302aがプリント基板201上に搭載されている。
As shown in FIG. 2, a
プリント基板201は、筐体上部101と筐体下部104に挟持されて配置される。筐体上部101には半導体チップ202に対向してプリント基板201側に向けて第1凸部106が形成される。半導体チップ202と第1凸部106の間には放熱グリス203が挿入される。放熱グリス203は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた熱伝導率の高い材料である。半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
The printed
図2に示すように、筐体上部101には、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に向けて第2凸部103を設ける。そして、第2凸部103とプリント基板201の間に誘電体204を挿入する。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。プリント基板201にはGNDパターンが含まれているので、誘電体204は、筐体上部101とプリント基板201との間で容量結合を実現する。
As shown in FIG. 2 , the
これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体上部101から第2凸部103、誘電体204、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスになるので、図1の比較例で示したように筐体外を経由することが無い。
As a result, noise current caused by the
これにより、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。 As a result, the electronic control device can prevent noise from leaking to the outside of the electronic control device while ensuring heat dissipation performance.
図3は、電子制御装置の筐体上部101を取り外した状態の上面図である。なお、図2は、図3のA-A’の位置における断面図である。図3に示すように、プリント基板201はその四隅にネジ穴205を有し、図示省略した筐体上部101に対してネジによって固定される。また、筐体下部104は、その四隅にネジ穴105を有し、筐体上部101に対してネジによって固定される。
FIG. 3 is a top view of the electronic control device with the
図3に示すように、半導体チップ202上の放熱グリス203は半導体チップ202を含むようにプリント基板201上のエリア206に塗布される。また、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に向けてコネクタ302を囲むようにコの字状に形成された第2凸部103に対向して、プリント基板201上のエリア207に誘電体204が塗布される。コネクタ302は、メス型のコネクタ302aとオス型のコネクタ302bより成り、メス型のコネクタ302aがプリント基板201上に搭載されている。
As shown in FIG. 3, the
放熱グリス203による寄生容量(第1容量部の容量)に対して、誘電体204による寄生容量(第2容量部の容量)は同程度以上が好ましい。このような容量条件を満たすように放熱グリス203および誘電体204の誘電率および厚み、面積を定める。例えば、誘電体204として放熱グリス203と同じ材料を用い、厚みが同じである場合は、(エリア206の面積)≦(エリア207の面積)となるようにする。なお、第1容量部の容量に対して、第2容量部の容量は同程度以上が好ましいが、この容量条件は、以下に説明する各実施形態においても同様である。
It is preferable that the parasitic capacitance of the dielectric 204 (capacitance of the second capacitor) is equal to or greater than the parasitic capacitance of the heat dissipation grease 203 (capacity of the first capacitor). The permittivity, thickness, and area of the
なお、誘電体204を塗布するエリア207内には誘電体204の厚みを薄くする観点から、部品が搭載されていないことが望ましいが、チップコンデンサやチップ抵抗などの低背部品であれば、搭載されていてもよい。
In order to reduce the thickness of the dielectric 204, it is desirable that no components are mounted within the
また、筐体上部101の内側にコネクタ302を囲むように第2凸部103を設けているので、コネクタ302のハウジングが樹脂製であっても、プリント基板201上の電子部品から筐体内の空間に直接放射された電磁波が漏洩するのを防ぐ効果が得られる。
In addition, since the second
[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態を示す図である。図4は、図3に示す第1の実施形態と同様に、電子制御装置の筐体上部101を取り外した状態のプリント基板201の上面図である。なお、断面図は図2に示す第1の実施形態と同様であるので省略する。図3に示した第1の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
図4に示すように、本実施形態では、プリント基板201上であってコネクタ302の周辺に電解コンデンサなどの背の高い部品215を配置した例を示す。
[Second embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the invention. FIG. 4 is a top view of the printed
As shown in FIG. 4, this embodiment shows an example in which a
半導体チップ202上の放熱グリス203は半導体チップ202を含むようにプリント基板201上のエリア206に塗布される。また、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に向けてコネクタ302を囲むようにコの字状に形成された第2凸部103に対向して、プリント基板201上のエリア207に誘電体204が塗布される。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。この場合に、プリント基板201上のエリア207内の3つの部品215を避けるように、誘電体204を塗布するエリア207を4分割して設ける。なお、この例ではエリア207を4分割した例で説明したが、エリア207の分割数は部品215の数に応じて決定する。第2凸部103の誘電体204と接する先端部分は、背の高い部品215と干渉しないようにエリア207の分割数に応じて分割される。
A
これにより、プリント基板201上に背の高い部品215が配置されていた場合でも、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
As a result, even if a
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態について、図5を参照して説明する。図5は、電子制御装置の断面図である。図2に示した第1の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same parts as in the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same reference numerals.
本実施形態では、電子部品である半導体チップ202は、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面とは逆の面に搭載されている。そして、半導体チップ202と筐体下部104の第1凸部106との間に放熱グリス203が挿入されている。第1の実施形態と同様に、筐体上部101には、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、コネクタピン301を囲むようにコの字状にプリント基板201に向けて第2凸部103を設ける。そして、第2凸部103とプリント基板201の間に誘電体204を挿入する。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。
In this embodiment, the
また、筐体上部101と筐体下部104は金属製であり、筐体上部101と筐体下部104はネジによって互いに固着されている。そして、筐体上部101および筐体下部104の外面にはそれぞれ放熱フィン102が形成されている。
Further, the housing
プリント基板201にはGNDパターンが含まれているので、誘電体204は、筐体上部101とプリント基板201との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体下部104から筐体上部101、第2凸部103、誘電体204、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体下部104、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
Since printed
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体下部104および筐体上部101に伝わり、筐体下部104および筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Also, the heat generated in the
これにより、電子部品がプリント基板201上のコネクタ302の搭載面とは逆の面に搭載されていた場合でも、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
As a result, even if the electronic components are mounted on the printed
[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態について、図6を参照して説明する。図6は、電子制御装置の断面図である。図5に示した第3の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same parts as those of the third embodiment shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.
本実施形態では、図6に示すように、電子部品である半導体チップ202は、第3の実施形態と同様に、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面とは逆の面に搭載されている。そして、半導体チップ202と筐体下部104の第1凸部106との間に放熱グリス203が挿入されている。筐体下部104には、筐体下部104の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、コネクタピン301を囲むように上面視コの字状にプリント基板201に向けて第2凸部103Aを設ける。そして、第2凸部103Aとプリント基板201の間に誘電体204を挿入する。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, a
また、筐体上部101と筐体下部104は金属製であり、筐体上部101と筐体下部104はネジによって互いに固着されている。そして、筐体上部101および筐体下部104の外面にはそれぞれ放熱フィン102が形成されている。
Further, the housing
プリント基板201にはGNDパターンが含まれているので、誘電体204は、筐体下部104とプリント基板201との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体下部104から第2凸部103A、誘電体204、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体下部104の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
The dielectric 204 provides capacitive coupling between the
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体下部104および筐体上部101に伝わり、筐体下部104および筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Also, the heat generated in the
これにより、電子部品がプリント基板201上のコネクタ302の搭載面とは逆の面に搭載されていた場合でも、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
As a result, even if the electronic components are mounted on the printed
[第5の実施形態]
本発明の第5の実施形態について、図7を参照して説明する。図7は、電子制御装置の断面図である。図6に示した第4の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Fifth embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same parts as in the fourth embodiment shown in FIG. 6 are given the same reference numerals.
本実施形態では、図7に示すように、電子部品である半導体チップ202は、第3の実施形態と同様に、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面とは逆の面に搭載されている。そして、半導体チップ202と筐体下部104の第1凸部106Aとの間に放熱グリス203が挿入されている。プリント基板201のコネクタピン301接続エリアにおいて、プリント基板201と筐体下部104との間に誘電体204を設置する。コネクタピン301はプリント基板201のGND端子に接続されるコネクタピンが含まれる。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, a
また、筐体上部101と筐体下部104は金属製であり、筐体上部101と筐体下部104はネジによって互いに固着されている。そして、筐体上部101および筐体下部104の外面にはそれぞれ放熱フィン102が形成されている。
Further, the housing
誘電体204は、筐体下部104とプリント基板201との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体下部104から誘電体204、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体下部104の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体下部104および筐体上部101に伝わり、筐体下部104および筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Also, the heat generated in the
これにより、電子部品がプリント基板201上のコネクタ302の搭載面とは逆の面に搭載されていた場合でも、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
As a result, even if the electronic components are mounted on the printed
[第6の実施形態]
本発明の第6の実施形態について、図8を参照して説明する。図8は、電子制御装置の断面図である。図2に示した第1の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Sixth embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same parts as in the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same reference numerals.
本実施形態では、図8に示すように、電子部品である半導体チップ202は、第1の実施形態と同様に、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面と同じ面に搭載されている。そして、半導体チップ202と筐体上部101の第1凸部106との間に放熱グリス203が挿入されている。第1の実施形態と同様に、筐体上部101には、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、上面視でコネクタピン301を囲むようにコの字状にプリント基板201に向けて第2凸部103が設けられている。そして、第2凸部103とプリント基板201の間に誘電体204が形成される。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。本実施例では、誘電体204はプリント基板201上のコネクタ302の搭載面と同じ面に対して薄く塗布される。例えば、誘電体204としてはプリント基板201のソルダーレジストであっても良い。第2凸部103は誘電体204に接触するように設置される。誘電体204はプリント基板201と第2凸部103との間にのみ塗布することにしてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, a
プリント基板201にはGNDパターンが含まれているので、誘電体204は、筐体上部101とプリント基板201との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体上部101から第2凸部103、誘電体204、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
Since printed
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Further, the heat generated in the
これにより、誘電体204を薄くすることにより、容量結合を高くすることができるため、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。 As a result, by making the dielectric 204 thin, the capacitive coupling can be increased, so that it is possible to prevent noise from leaking to the outside of the electronic control device while ensuring the heat radiation performance.
(第6の実施形態の変形例)
第6の実施形態の変形例について、図9を参照して説明する。図9は、電子制御装置の断面図である。図8に示した第6の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
(Modification of the sixth embodiment)
A modification of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same parts as in the sixth embodiment shown in FIG. 8 are given the same reference numerals.
第6の実施形態では、誘電体204をプリント基板201上のコネクタ302の搭載面と同じ面に薄く塗布するようにしたが、この場合、筐体上部101の第2凸部103が誘電体204に接触するような加工精度を必要とする。このような場合は、図9に示すように、第2凸部103と誘電体204の間に間隙を持たせ、この間隙に導電性の弾性体214を挿入する。導電性の弾性体214は、例えば導電布製ガスケットである。この弾性体214が第2凸部103の先端に押されて弾性変形し、プリント基板201上に塗布した誘電体204と第2凸部103とが弾性体214を介して確実に接触する。このような構成にすれば、第2凸部103の加工に高い加工精度が要求されない。
In the sixth embodiment, the dielectric 204 is thinly applied to the surface of the printed
[第7の実施形態]
本発明の第7の実施形態について、図10を参照して説明する。図10は、電子制御装置の断面図である。図2に示した第1の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Seventh embodiment]
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same parts as in the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same reference numerals.
本実施形態では、図10に示すように、電子部品である半導体チップ202は、第1の実施形態と同様に、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面と同じ面に搭載されている。そして、半導体チップ202と筐体上部101の第1凸部106との間に放熱グリス203が挿入されている。プリント基板201上には、コネクタピン301とコネクタ302の一部を覆う断面L字状のコネクタシールド208(第3凸部)が設けられている。コネクタシールド208は導電性金属であり、プリント基板201上のGNDパターンと接続される。あるいは、コネクタシールド208はコンデンサを介してAC的にプリント基板201上のGNDパターンと接続される。コネクタシールド208と筐体上部101の間に誘電体204を挿入する。換言すると、誘電体204は、プリント基板201に形成されて筐体上部101側に凸となっている第3凸部208と筐体上部101との間に設けられる。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。
In this embodiment, as shown in FIG. 10, a
誘電体204は、筐体上部101とコネクタシールド208との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体上部101から誘電体204、コネクタシールド208、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Further, the heat generated in the
これにより、筐体内に凸部形状などを形成しづらい場合においても、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。 As a result, even when it is difficult to form a convex shape in the housing, the electronic control device can prevent noise from leaking to the outside while ensuring heat radiation performance.
[第8の実施形態]
本発明の第8の実施形態について、図11を参照して説明する。図11は、電子制御装置の断面図である。図10に示した第7の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Eighth embodiment]
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same reference numerals are given to the same parts as in the seventh embodiment shown in FIG.
本実施形態では、図11に示すように、電子部品である半導体チップ202は、第1の実施形態と同様に、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面と同じ面に搭載されている。半導体チップ202と筐体上部101の第1凸部106との間に放熱グリス203が挿入されている。さらに、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に向けてコネクタ302を囲むように上面視コの字状に第2凸部103を形成する。そして、第2凸部103に囲まれたコネクタピン301を覆うように誘電体204を充填する。コネクタピン301にはプリント基板201のGND端子に接続されるコネクタピンが含まれる。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。
In this embodiment, as shown in FIG. 11, a
誘電体204は、筐体上部101とコネクタピン301との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体上部101から誘電体204、コネクタピン301、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Further, the heat generated in the
これにより、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。特に、ノイズ電流の出口となりうるコネクタピン301に直接結合させることから、ワイヤハーネス401へのノイズ電流の流出を抑制することができる。
As a result, the electronic control device can prevent noise from leaking to the outside of the electronic control device while ensuring heat dissipation performance. In particular, since it is directly coupled to the
[第9の実施形態]
本発明の第9の実施形態について、図12を参照して説明する。図12は、電子制御装置の断面図である。図11に示した第8の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Ninth Embodiment]
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view of the electronic control unit. The same parts as those of the eighth embodiment shown in FIG. 11 are given the same reference numerals.
図12に示すように、電子部品である半導体チップ202は、第1の実施形態と同様に、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面と同じ面に搭載されている。半導体チップ202と筐体上部101の第1凸部106との間に放熱グリス203が挿入されている。さらに、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に向けてコネクタ302を囲むように上面視コの字状に第2凸部103を形成する。本実施形態では、コネクタ302として、コネクタ302自身がシールド導体303を持つシールドコネクタを使用する。シールドコネクタは、プリント基板201側でGND端子と接続され、さらにケーブル側ではケーブルの周囲を被覆したシールドケーブル402に接続されている。そして、第2凸部103に囲まれ、コネクタ302のシールド導体303と筐体上部101の間に誘電体204を充填する。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。
As shown in FIG. 12, a
誘電体204は、筐体上部101とコネクタ302のシールド導体303との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体上部101から誘電体204、シールド導体303、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Further, the heat generated in the
これにより、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。特に、ノイズ電流の出口となりうるコネクタ302のシールド導体303に直接結合させることから、ワイヤハーネス401へのノイズ電流の流出を抑制することができる。
As a result, the electronic control device can prevent noise from leaking to the outside of the electronic control device while ensuring heat dissipation performance. In particular, since it is directly coupled to the
[第10の実施形態]
本発明の第10の実施形態について、図13、図14を参照して説明する。図13は、電子制御装置の断面図であり、図14は、電子制御装置の筐体上部101を取り外した上面図である。図2、図3に示した第1の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Tenth embodiment]
A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view of the electronic control device, and FIG. 14 is a top view of the electronic control device with the housing
図13に示すように、電子部品である半導体チップ202は、第1の実施形態と同様に、プリント基板201上のコネクタ302の搭載面と同じ面に搭載されている。半導体チップ202と筐体上部101の第1凸部106との間に放熱グリス203が挿入されている。さらに、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に接触する第2凸部103を形成する。そして、第2凸部103はプリント基板201の裏側から挿通されたネジ209によってプリント基板201に固定される。第2凸部103の先端はプリント基板201の表面に設けられた導電パターン211(図14参照)に接触する。
As shown in FIG. 13, a
図14は、本実施形態において、電子制御装置の筐体上部101を取り外した状態の上面図である。なお、図13は、図14のB-B’の位置における断面図である。図14に示すように、プリント基板201はその四隅にネジ穴205を有し、図示省略した筐体上部101に対してネジによって固定される。また、筐体下部104は、その四隅にネジ穴105を有し、筐体上部101に対してネジによって固定される。
FIG. 14 is a top view of the electronic control unit with the
図14に示すように、第2凸部103が接触するプリント基板201上には導電パターン211が設けられている。導電パターン211に近接する位置にはプリント基板201のGND端子に接続されたGNDパターン213が設けられる。そして、導電パターン211とGNDパターン213との間には両者を跨いで3個のチップコンデンサ210が配置される。各チップコンデンサ210の一端は導電パターン211に、他端はGNDパターン213に接続される。なお、チップコンデンサ210は3個の例で説明したが、容量に応じて適宜増減可能である。また、半導体チップ202上の放熱グリス203は半導体チップ202を含むようにプリント基板201上のエリア206に塗布される。
As shown in FIG. 14, a
チップコンデンサ210は、プリント基板201と第2凸部103との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202に起因するノイズ電流は、筐体上部101から第2凸部103、チップコンデンサ210、プリント基板201を経るノイズ電流経路503(図13参照)が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
The
また、半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
Further, the heat generated in the
これにより、電子制御装置は、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。特に、容量結合を実現するための誘電体を用いるのが困難な場合に本実施形態を適用することができる。 As a result, the electronic control device can prevent noise from leaking to the outside of the electronic control device while ensuring heat dissipation performance. In particular, this embodiment can be applied when it is difficult to use a dielectric for realizing capacitive coupling.
[第11の実施形態]
本発明の第11の実施形態について、図15、図16を参照して説明する。図15は、電子制御装置の断面図であり、図16は、電子制御装置の筐体上部101を取り外した上面図である。図2、図3に示した第1の実施形態と同一の箇所は同一の符号を付す。
[Eleventh embodiment]
An eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of the electronic control device, and FIG. 16 is a top view of the electronic control device with the housing
図15に示すように、プリント基板201には電子部品である半導体チップ202が搭載されている。本実施形態では半導体チップ202がプリント基板201に複数搭載される。さらに、プリント基板201には電源および通信線を引き込むワイヤハーネス401を接続するためのコネクタ302が搭載され、コネクタピン301がプリント基板201に接続されている。
As shown in FIG. 15, a printed
プリント基板201は、その周囲を筐体上部101と筐体下部104に挟まれて配置される。各半導体チップ202と筐体上部101の各第1凸部106との間には放熱グリス203が挿入される。各半導体チップ202に発生した熱は、放熱グリス203から筐体上部101に伝わり、筐体上部101に設けられた放熱フィン102から空気中へ伝導あるいは輻射される。
The printed
図15の電子制御装置の断面図に示すように、筐体上部101には、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に向けて第2凸部103を設ける。この第2凸部103の形状は図2を用いて説明した第1の実施形態と同様である。すなわち、第2凸部103は、筐体上部101の内側であって、コネクタピン301の近傍の位置に、プリント基板201に向けてコネクタ302を囲むように上面視コの字状に形成される。そして、第2凸部103とプリント基板201の間に誘電体204を挿入する。誘電体204は、例えば、シリコーン系の樹脂にセラミック材料を混ぜた絶縁性の材料である。
As shown in the cross-sectional view of the electronic control device of FIG. 103 is provided. The shape of the second
図16は、電子制御装置の筐体上部101を取り外した状態の上面図である。なお、図15は、図16のC-C’の位置における断面図である。図16に示すように、プリント基板201はその四隅にネジ穴205を有し、図示省略した筐体上部101に対してネジによって固定される。また、筐体下部104は、その四隅にネジ穴105を有し、筐体上部101に対してネジによって固定される。
FIG. 16 is a top view of the electronic control device with the
本実施形態では複数の半導体チップ202がプリント基板201上に配置されている。放熱グリス203は各半導体チップ202を含むようにプリント基板201上の各エリア206に塗布される。さらに、筐体上部101の内側に設けた第2凸部103に対向して、プリント基板201上のエリア207に誘電体204が塗布される。
In this embodiment, a plurality of
プリント基板201にはGNDパターンが含まれているので、誘電体204は、筐体上部101とプリント基板201との間で容量結合を実現する。これにより、半導体チップ202の一つに起因するノイズ電流は、筐体上部101から第2凸部103、誘電体204、プリント基板201を経るノイズ電流経路503が形成される。他の半導体チップ202に起因するノイズ電流もそれぞれ同様なノイズ電流経路503が形成される。ここで、ノイズ電流経路503は、筐体上部101の内壁側を経て形成されるので、筐体外部にノイズ電流ループが晒されて生じる電磁放射を抑えることができる。また、ノイズ電流経路503は、図1の比較例で示した筐体外を通るノイズ電流経路503よりも低いインピーダンスであるので、筐体外を経由することが無い。
Since printed
これにより、電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した場合でも、放熱性能を確保しながら、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
なお、第2の実施形態~第10の実施形態では、電子部品が一つの場合を例に説明したが、各実施形態において、本実施形態と同様に複数の電子部品を搭載してもよい。
As a result, even when a plurality of electronic components are mounted on the electronic control unit, it is possible to prevent noise from leaking to the outside of the electronic control unit while ensuring heat radiation performance.
In the second to tenth embodiments, a single electronic component has been described as an example, but in each embodiment, a plurality of electronic components may be mounted as in the present embodiment.
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)電子制御装置は、半導体チップ202を搭載したプリント基板201を格納した筐体(実施形態は筐体上部101と筐体下部104により筐体を構成する)を備える電子制御装置であって、筐体(101、104)と半導体チップ202との間で形成される放熱グリス203と、筐体(101、104)とプリント基板201との間で形成される誘電体204と、を備え、筐体(101、104)とプリント基板201は、放熱グリス203と誘電体204とを介してノイズ伝達経路503が形成されている。これにより、半導体チップ202などの電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐことができる。
According to the embodiment described above, the following effects are obtained.
(1) The electronic control device is an electronic control device that includes a housing (in the embodiment, the housing is configured by an
(2)電子制御装置は、筐体(101、104)と半導体チップ202との間に挿入された放熱グリス203を有し、筐体(101、104)とプリント基板201との間に挿入された誘電体204を有する。これにより、半導体チップ202などの電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐことができる。
(2) The electronic control device has
(3)電子制御装置の筐体(101、104)は、少なくとも一つが放熱部(放熱フィン102)を有する複数の部材(筐体上部101、筐体下部104)を有する。放熱グリス203は、放熱部(放熱フィン102)を有する筐体上部101、筐体下部104のいずれか一方に形成されてプリント基板201側に凸となっている第1の凸部(106、106A)と半導体チップ202との間に設けられている。これにより、放熱性能を確保しながら、半導体チップ202などの電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐことができる。
(3) The housings (101, 104) of the electronic control device have a plurality of members (housing
(4)電子制御装置は、筐体(101、104)に形成されてプリント基板201側に凸となっている第2の凸部(103,103A)とプリント基板201との間に誘電体204を設ける。これにより、半導体チップ202などの電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐことができる。
(4) The electronic control unit has a dielectric 204 between the printed
(5)電子制御装置は、プリント基板201から外部装置に電気的な接続をとるための端子(コネクタ302)を囲うように第2の凸部103を設ける。これにより、プリント基板201上の電子部品から筐体内の空間に直接放射された電磁波が漏洩することを防ぐことができる。
(5) The electronic control device is provided with the
(6)電子制御装置は、第2の凸部103の先端が複数に分割されている。そして、複数の分割された第2の凸部103の間に電子部品が配置されている。これにより、複数の第2の凸部103の先端の間の空間には、第2の凸部103と干渉しない背の高い部品215を配置して、電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐことができる。
(6) In the electronic control unit, the tip of the
(7)電子制御装置の筐体は、複数の部材(筐体上部101,筐体下部104)で構成され、複数の部材(筐体上部101、筐体下部104)のうち、プリント基板201から外部装置に電気的な接続をとる端子(コネクタ302)の搭載面とは逆側のプリント基板201面に対向する部材に第2の凸部103を設ける。これにより、プリント基板201の端子搭載面と反対面に電子部品が搭載されても、電子部品の動作によるノイズが電子制御装置の外へ漏れるのを防ぐことができる。
(7) The housing of the electronic control unit is composed of a plurality of members (
(8)電子制御装置は、プリント基板201上にソルダーレジスト204を塗布して形成されている。これにより、ソルダーレジスト204などの誘電体を薄くすることにより、容量結合を高くすることができ、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
(8) The electronic control device is formed by applying a solder resist 204 on the printed
(9)電子制御装置は、ソルダーレジスト204と筐体(101、104)との間に導電性の弾性体が挿入される。これにより、第2凸部103の加工に高い加工精度が要求されることなく、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
(9) In the electronic control device, a conductive elastic body is inserted between the solder resist 204 and the housing (101, 104). As a result, it is possible to prevent noise from leaking to the outside of the electronic control device without requiring high machining accuracy for machining the second
(10)電子制御装置は、プリント基板201に形成されて筐体(101、104)側に凸となっている第3の凸部と筐体(101、104)との間に誘電体204を設ける。これにより、筐体内に凸部形状などを形成しづらい場合においても、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
(10) In the electronic control device, the dielectric 204 is placed between the housing (101, 104) and the third projection formed on the printed
(11)電子制御装置は、プリント基板201から外部装置に電気的な接続をとるためのコネクタピン301と筐体(101、104)の間に誘電体204を設ける。ノイズ電流の出口となりうるコネクタピン301に直接結合させることから、ワイヤハーネス401へのノイズ電流の流出を抑制することができる。
(11) The electronic control device provides a dielectric 204 between the housing (101, 104) and the
(12)電子制御装置は、プリント基板201から外部装置に電気的な接続をとるためのシールド導体303と筐体(101、104)の間に誘電体204を設ける。ノイズ電流の出口となりうるコネクタ302のシールド導体303に直接結合させることから、ワイヤハーネス401へのノイズ電流の流出を抑制することができる。
(12) The electronic control device provides a dielectric 204 between the housing (101, 104) and the
(13)電子制御装置は、プリント基板201上に搭載されたチップコンデンサ210によって誘電体を構成する。これにより、容量結合を実現するための誘電体を用いるのが困難な場合に適用することができる。
(13) The electronic control unit forms a dielectric with a
(14)電子制御装置の筐体(101、104)は、複数の半導体チップ202を搭載したプリント基板201を格納する。放熱グリスである第1容量部203は、筐体(101、104)と複数の半導体チップ202の各々との間に形成される空間にそれぞれ設けられる。これにより、複数の電子部品を搭載した場合でも、電子制御装置の外部へノイズが漏れるのを防ぐことができる。
(14) The housings (101, 104) of the electronic control unit house a printed
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の各実施形態を組み合わせた構成としてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention as long as the features of the present invention are not impaired. . Moreover, it is good also as a structure which combined each above-mentioned embodiment.
101:筐体上部
102:放熱フィン
103:第2凸部
104:筐体下部
105:ネジ用穴
106:第1凸部
201:プリント基板
202:半導体チップ
203:放熱グリス
204:誘電体
205:ネジ穴
206:放熱グリス塗布のエリア
207:誘電体材料塗布のエリア
208:コネクタシールド
209:ネジ
210:チップコンデンサ
211:導電パターン
213:GNDパターン
214:導電性の弾性体
215:電解コンデンサ
301:コネクタピン
302:コネクタ
303:コネクタのシールド導体
401:ワイヤハーネス
402:シールドケーブル
501:アース(車体)
502:筐体とアース間の寄生容量
503:放熱グリスを介したノイズ電流経路
101: Housing upper part 102: Radiation fin 103: Second protrusion 104: Housing lower part 105: Screw hole 106: First protrusion 201: Printed circuit board 202: Semiconductor chip 203: Heat dissipation grease 204: Dielectric 205: Screw Hole 206: Heat dissipation grease applied area 207: Dielectric material applied area 208: Connector shield 209: Screw 210: Chip capacitor 211: Conductive pattern 213: GND pattern 214: Conductive elastic body 215: Electrolytic capacitor 301: Connector pin 302: Connector 303: Shielded conductor of connector 401: Wire harness 402: Shielded cable 501: Ground (vehicle body)
502: Parasitic capacitance between housing and ground 503: Noise current path via thermal grease
Claims (7)
前記筐体には、前記基板から外部装置に電気的な接続をとるための端子と前記電子部品との間に、前記基板側に凸となる第2の凸部が形成され、
前記第2の凸部は、前記基板と電気的に接続され、
前記筐体と前記基板との間には、前記第1誘電体、前記第2の凸部および前記コンデンサを介してノイズ伝達経路が形成される電子制御装置。 A housing containing a substrate containing electronic components and including a GND pattern, a first dielectric inserted between the housing and the electronic components , and a capacitor disposed on the substrate. An electronic control device,
a second protrusion projecting toward the substrate is formed on the housing between the electronic component and a terminal for electrically connecting the substrate to an external device;
the second protrusion is electrically connected to the substrate;
An electronic control device, wherein a noise transmission path is formed between the housing and the substrate via the first dielectric , the second projection and the capacitor .
前記コンデンサは、前記基板上で前記電子部品と前記第2の凸部との間に配置されている電子制御装置。The electronic control device, wherein the capacitor is arranged between the electronic component and the second protrusion on the substrate.
前記基板には、前記第2の凸部と接触する導電パターンが設けられ、The substrate is provided with a conductive pattern in contact with the second protrusion,
前記コンデンサは、前記導電パターンと前記GNDパターンを跨いで前記基板上に配置されている電子制御装置。The electronic control device, wherein the capacitor is arranged on the substrate across the conductive pattern and the GND pattern.
前記第2の凸部は、前記端子を囲うように形成されている電子制御装置。The electronic control device, wherein the second protrusion is formed to surround the terminal.
前記第2の凸部は、前記基板の裏側から挿通されるネジにより前記基板に固定されることで、前記基板と電気的に接続される電子制御装置。The electronic control device, wherein the second convex portion is electrically connected to the substrate by being fixed to the substrate by a screw inserted from the back side of the substrate.
前記第2の凸部と前記基板との間に挿入された導電性の弾性体を備える電子制御装置。An electronic control device comprising a conductive elastic body inserted between the second projection and the substrate.
前記筐体は、少なくとも一つが放熱部を有する複数の部材で構成され、
前記第1誘電体は、前記放熱部を有する前記筐体の部材に形成されて前記基板側に凸となっている第1の凸部と前記電子部品との間に設けられている電子制御装置。 The electronic control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The housing is composed of a plurality of members, at least one of which has a heat dissipation part,
The electronic control device, wherein the first dielectric is provided between the electronic component and a first convex portion formed on a member of the housing having the heat radiating portion and protruding toward the substrate. .
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